確定多從機1-Wire網絡的恢復時間
設計1-Wire網絡時,通常需要考慮的一個問題就是確定適當的恢復時間,以確保為寄生供電的1-Wire從器件提供足夠的電能。本文分析了確定對供電有嚴格要求事件所需的1-Wire協議,并提供了不同1-Wire從機數、不同工作電壓以及溫度條件下的恢復時間計算方法。
引言
本應用筆記適用于典型的1-Wire網絡,該1-Wire網絡由帶上拉電阻的1-Wire驅動器(主控制器)和1個或多個1-Wire從機器件組成,如圖1所示。大多數1-Wire器件都是寄生供電,這就意味著1-Wire總線同時作為電源線和雙向數據線。1-Wire協議規定無通信時進入空閑狀況,1-Wire從器件恰好能從總線獲取電源。限制1-Wire從器件可用電源數目的臨界參數是恢復時間tREC。產品數據資料中規定了tREC的大小,并給出了只在單從機1-Wire網絡中有效的讀/寫波形。
![]() 圖1. 1-Wire網絡典型框圖 |
![]() 圖2. 啟動過程的時序圖:復位和應答脈沖 |
影響參數
在分析供電時的恢復時間時,需考慮幾個主要參數和次要參數。這些參數如下:
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主要參數
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我們先從數據資料給出的條件開始分析:一個帶2.2k上拉電阻器(上拉至2.8V)的驅動器、最壞情況下的溫度,總線上有單個1-Wire從機器件,以及可忽略的電纜電容。本文以1-Wire從機器件的個數為主要參數,并提供不同工作電壓、速率以及溫度下恢復時間的值。如果1-Wire驅動器和從機之間的電纜非常重要,那么在計算中每15米長的電纜就可等效成一個附加的從機器件。
這里得出的結果適合典型的1-Wire從機器件,可以實現ROM功能、通用寄存器讀功能以及SRAM寫功能。寫EEPROM、溫度轉換以及SHA-1計算有特定的供電要求(如強上拉),具體依器件而定,這不影響該計算方法的有效性。就ROM功能和存儲器讀操作而言,1-Wire EPROM器件也被視為典型器件;為了實現編程目的,只允許在網絡上掛接單個EPROM器件。
結果矩陣
用線性公式:tREC = a * N + b,計算恢復時間的大小。假設所有從機器件并聯在1-Wire線路和接地基準之間,則N表示網絡中寄生供電的從機器件數。由VCC引腳供電的1-Wire從機器件不會明顯給1-Wire總線加載;它們應計為器件的1/10。斜率'a'隨溫度、工作(上拉)電壓以及1-Wire速率變化而變化。本文中讓失調量'b'僅隨速率變化就足夠了。表1所列是含有斜率和失調量的公式。通過手動曲線擬合產生數字值;則結果近似與基于科學模型通過迭代法得到的結果吻合。N = 1時,該結果矩陣不能產生與器件數據資料中一樣的數據。這一數值差異是曲線擬合的偏差,不應被視為與規范要求沖突。
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